Speciaal aangelegde moerassen met rietplanten kunnen bij een gecontroleerde watertoevoer ruim 60 procent van de stikstof of 40 procent van het fosfaat verwijderen uit drain- en slootwater. Dat blijkt uit proeven in Limburg door de universiteit van Wageningen. Aanleg van dit soort zuiveringsmoerassen kan voor de landbouw een belangrijke maatregel zijn om aan de Kaderrichtlijn Water te voldoen. Het is een goedkope methode om stikstof of fosfaat uit het water te halen. De kosteneffectiviteit ligt in de orde van vijf tot 40 euro per kilo verwijderd stikstof, afhankelijk van de keuze van schaalgrootte. De kosten-effectiviteit van fosfaat is 115 euro per kilo verwijderd fosfor. Nadeel is de benodigde ruimte. Het koppelen aan andere functies, zoals waterberging, recreatie of biomassaproductie, kan natuurlijke zuiveringssystemen aantrekkelijker make

Buck, A.J., de

Haan, J.J., de

Schoot, J.R., van der

Sival, F.P.

Wageningen Yield 

 platform
23H2O / 5 - 2012
Zuivering van sloot- en 
drainwater in helofytenﬁ lters 
is kosteneffectief
Janjo de Haan, Praktijkonderzoek Plant & Omgeving, Wageningen Universiteit en Research Center
Jan Rinze van der Schoot, Praktijkonderzoek Plant & Omgeving, Wageningen Universiteit en Research Center
Abco de Buck, Praktijkonderzoek Plant & Omgeving, Wageningen Universiteit en Research Center
Francisca Sival, Alterra
Speciaal aangelegde moerassen met rietplanten kunnen bij een gecontroleerde 
watertoevoer ruim 60 procent van de stikstof of 40 procent van het fosfaat 
verwijderen uit drain- en slootwater. Dat blijkt uit proeven in Limburg door de 
universiteit van Wageningen. Aanleg van dit soort zuiveringsmoerassen kan 
voor de landbouw een belangrijke maatregel zijn om aan de Kaderrichtlijn Water 
te voldoen. Het is een goedkope methode om stikstof of fosfaat uit het water te 
halen. De kosteneff ectiviteit ligt in de orde van vijf tot 40 euro per kilo verwijderd 
stikstof, afhankelijk van de keuze van schaalgrootte. De kosten-eff ectiviteit van 
fosfaat is 115 euro per kilo verwijderd fosfor. Nadeel is de benodigde ruimte. Het 
koppelen aan andere functies, zoals waterberging, recreatie of biomassapro-
ductie, kan natuurlijke zuiveringssystemen aantrekkelijker maken.
Zuiveringsmoerassen of helofy-tenfi lters zijn in de ex-ante evaluatie van de KRW benoemd 
als een perspectiefvolle en kostenef-
fectieve maatregel om in landbouwge-
bieden emissies van stikstof en fosfaat te 
beperken1),2). Dit is echter vooral gebaseerd 
op modelstudies en ervaringen uit het 
buitenland. Buitenlandse systemen zijn meer 
gericht op zuivering van oppervlakkige 
afstroming dan op sloot- en drainwater. 
De onzekerheid over de eff ectiviteit en 
kosteneff ectiviteit van deze systemen voor 
de Nederlandse situatie is groot. Slechts 
in enkele gevallen is de eff ectiviteit van 
natuurlijke zuiveringssystemen gemeten, 
zoals bij de zuivering van beekwater op 
landgoed Lankheet3), in moerasbuff erstroken 
langs de Chaamse beek4) en in moerassen 
langs de Hunze5).
Om betere uitspraken hierover te kunnen 
doen, voerde de universiteit van Wageningen 
tussen 2005 en 2010 onderzoek uit naar de 
technische mogelijkheden en de perspec-
tieven van diverse zuiveringsmoerassen6). Dit 
onderzoek is de laatste twee jaar gefi nan-
cierd vanuit het Innovatieprogramma 
KRW. Naast de eff ectiviteit en kosten is 
ook gekeken naar de landbouwkundige 
inpasbaarheid, het ruimtebeslag en de 
combineerbaarheid met andere functies in 
het landelijke gebied van verschillende typen 
zuiveringsmoerassen die nitraat en/of fosfaat 
verwijderen uit landbouwwater.
Onderzochte typen 
zuiveringsmoerassen
Drie zuiveringsmoerassen met wateropslag 
en twee beekbegeleidende vloeivelden zijn 
onderzocht (zie de tabel op pagina 26). De 
drie zuiveringsmoerassen met wateropslag 
liggen op proefbedrijf Vredepeel in Noord- 
Limburg en zijn gericht op een maximale 
zuivering van stikstof uit drainwater. Met de 
wateropslag kan drainwater in de winter-
periode worden opgevangen en in de zomer-
periode gezuiverd, omdat in de winter veel 
nitraatrijk drainwater beschikbaar is en in de 
zomer het zuiveringsrendement veel hoger 
is. Daarnaast is gekozen voor kleinschalige 
systemen dichtbij de bron, zodat nog geen 
verdunning optreed. Een belangrijk nadeel 
van deze systemen is het grote grondbeslag 
van het waterreservoir.
Er zijn drie zuiveringsmoerassen aangelegd: 
een vloeiveld met riet, een horizontaal 
infi ltratiefi lter met riet en een horizontaal 
infi ltratiefi lter deels gevuld met stro. 
Vloeivelden zijn goedkoper in aanleg dan 
infi ltratiefi lters, maar nemen meer ruimte 
in voor eenzelfde zuiveringscapaciteit. 
Riet levert de benodigde koolstof voor het 
denitrifi catieproces waarmee stikstof wordt 
verwijderd. Stro vervult deze rol in het laatste 
zuiveringsmoeras. In dit moeras ontstond na 
enkele jaren een zeer gevarieerde vegetatie, 
die –met onder andere lisdodde– goed 
past in het zuidoostelijk zand waar riet veel 
minder vaak voorkomt.
Daarnaast is op het proefbedrijf een beek-
begeleidend vloeiveld getest voor zuivering 
van stikstof uit drainwater. Dit systeem heeft 
een lager verwacht zuiveringsrendement bij 
een veel lager grondbeslag. Tot slot is een 
beekbegeleidend zuiveringsmoeras naast de 
Eeuwselseloop bij Ospel gemonitord. Dit is 
aangelegd om fosfor te zuiveren uit draina-
gewater en slootwater van aanliggende 
landbouwgronden. Dit zuiveringsmoeras, 
aangelegd in samenwerking met Waterschap 
Peel en Maasvallei en Dienst Landelijk Gebied 
met fi nanciering van de Provincie Limburg 
is uitgebreid beschreven in een H2O-artikel 
in het voorjaar van 20117) en zal daarom hier 
slechts summier worden behandeld.
In alle zuiveringsmoerassen zijn onder 
andere de hoeveelheden in- en uitgaand 
water gemeten en de concentraties totaal 
stikstof, nitraat, totaal fosfor en fosfaat van 
zowel het infl uent als het effl  uent debiet-
proportioneel bepaald. Hiermee is het 
24 H2O / 5 - 2012
zuiveringsrendement in procenten en kilo’s 
per hectare zuiveringsmoeras uitgerekend. 
In het vloeiveld langs de Eeuwselseloop zijn 
tevens bodem- en sedimentbemonsteringen 
gedaan om de sedimentatie van fosfor te 
bepalen.
Stikstofzuivering
In de zuiveringsmoerassen met wateropslag 
zijn op jaarbasis zuiveringsrendementen 
bereikt van 60 tot 80 procent, ofwel 1.000 tot 
meer dan 2.500 kg stikstof per ha zuiverings-
moeras (zie afbeelding 1). Het horizontaal 
doorstroomde filter met riet had een 
aanloopperiode van drie jaar nodig voordat 
het goed functioneerde. De inlaatconcen-
traties waren na 2008 lager dan daarvoor 
door veranderd landgebruik, met als gevolg 
lagere hoeveelheden gezuiverde stikstof. Het 
horizontaal doorstroomde filter met stro heeft 
de hele meetperiode van vijf jaar een hoog 
rendement gehad. In het vloeiveld werden, 
met uitzondering van 2008, ook goede zuive-
ringspercentages gehaald. In vergelijkbare 
horizontale moerassen zonder wateropslag 
zijn lagere retenties bereikt: maximaal 42 
procent bij een internationale vergelijking van 
diverse zuiveringsmoerassen8) en maximaal 55 
procent in Waterpark Het Lankheet3).
In het beekbegeleidend vloeiveld voor 
verwijdering van stikstof was de stikstof-
verwijdering in percentages relatief gering 
(minder dan tien procent). De wateraanvoer 
vond met name plaats in de winterperiode, 
wanneer weinig zuivering optreedt. In een 
deel van de zomer stond het vloeiveld droog 
als gevolg van te weinig drainwater en werd 
de zuiveringscapaciteit minder goed benut. 
Dit is vergelijkbaar met de bufferstrook langs 
de Strijbeekse beek te Noord-Brabant, waar 
een verwijderingsefficiëntie van stikstof uit 
het drainwater van gemiddeld 7,5 procent 
werd bereikt4).
De verwijderde totale hoeveelheden stikstof 
waren soms relatief hoog, in 2009 zelfs hoger 
dan het vloeiveld met gereguleerde aanvoer 
vanuit de waterzak. Het lijkt aan te bevelen 
om te zorgen dat het vloeiveld gedurende 
perioden zonder aanvoer van drainwater 
door andere bronnen wordt gevoed om de 
totale zuivering te verbeteren.
Het beekbegeleidende vloeiveld langs de 
Eeuwselseloop zuivert naast fosfor ook 
stikstof en had een regelmatiger water-
aanvoer in vergelijking met het beek- 
begeleidend vloeiveld in Vredepeel en 
een vrij lange verblijftijd. Het zuiverings-
percentage was dan ook beduidend hoger, 
maar uitgedrukt in kilo’s stikstof per hectare 
werd minder gezuiverd, mede vanwege 
de veel lagere stikstofconcentraties in het 
influent.
De doelconcentraties of MTR-waarden voor 
stikstof van 2,2 mg/l werden in de systemen 
gedurende een deel van de zomer bereikt. 
De stikstofretentie fluctueerde echter sterk, 
met name tussen het zomer- en winter-
seizoen maar ook binnen het zomerseizoen. 
In de zuiveringsmoerassen met wateropslag 
varieerden de concentraties bij de uitstroom 
van 2 tot 42 mg/l N totaal tot 2009 en 
daarna met maxima van 15 mg/l. Ook in 
het beekbegeleidend vloeiveld langs de 
Eeuwselseloop daalden de stikstof- 
concentraties tot onder de MTR, vooral in de 
zomer. In het beekbegeleidend vloeiveld op 
proefbedrijf Vredepeel werden de stikstof-
concentraties van het drainwater in het 
zuiveringsmoeras slechts beperkt verlaagd 
en werd de MTR zowel in de zomer als de in 
de winter niet gehaald.
Het inbrengen van stro in zuiveringsmoe-
rassen blijkt een goede optie te zijn. Het lijkt 
er echter sterk op dat de organische stof uit 
de wortels van de vegetatie ook van belang 
is voor de stikstofverwijdering, aangezien 
zuiveringsmoerassen met wateropslag Vredepeel beekbegeleidende vloeivelden
vloeiveld horizontaal 
zuiveringsmoeras 
met riet
horizontaal 
zuiveringsmoeras 
met stro
voor stikstof voor fosfaat
locatie PPO-proefbedrijf Vredepeel PPO-proefbedrijf 
Vredepeel
Ospel, langs 
Eeuwselseloop
type vloeiveld horizontaal 
doorstroomd
horizontaal 
doorstroomd
 vloeiveld
hoofdelement van 
zuivering
stikstof stikstof fosfaat
vegetatie riet riet rietzwenkgras/
natuurlijke vegetatie
riet
maaibeheer maart maart september
lengte (m) 10 5 5 25 290
afmeting (m2) 64 32 32 75 1.300
locatie op perceel langs watergang
startjaar meting 2006 2007
hydraulische 
belasting (mm/dag)
8-50 15-100 15-100 0-1.000 100
Karakteristieken van de geteste zuiveringsmoerassen en vloeivelden.
100 horizontaal 3000
0
20
40
60
80
2006 2007 2008 2009 2010
Zu
iv
er
in
gs
re
nd
em
en
t N
 (%
) zuiveringsmoeras
horizontaal 
zuiveringsmoeras met stro
vloeiveld
beekbegeleidend vloeiveld 
voor verwijdering van 
stikstof
beekbegeleidend vloeiveld 
voor verwijdering van 
fosfaat
0
500
1000
1500
2000
2500
2006 2007 2008 2009 2010
S
tik
st
of
re
te
nt
ie
 (k
g/
ha
)
Afb. 1: Zuiveringsrendementen per jaar in percentage verwijderd stikstof (links) en de retentie in kilo’s stikstof per hectare (rechts).
25H2O / 5 - 2012
 platform
het stro grotendeels nog niet verteerd is 
terwijl dat op basis van de stikstofretentie 
wel verwacht werd.
Fosfaatzuivering
In het beekbegeleidend vloeiveld langs de 
Eeuwselseloop werd door sedimentatie en 
binding de inlaatconcentratie van fosfaat 
met gemiddeld meer dan 50 procent 
verlaagd naar 0,22 mg/l; een retentie van 
14 kilo fosfaat per hectare per jaar. Alleen in 
piekperiodes werd de MTR overschreden. De 
verwijdering van totaal fosfor lag gemiddeld 
iets onder de 50 procent. De waarden 
gemeten in Waterpark Lankheet3) zijn verge-
lijkbaar. Het eind 2010 geplaatste ijzerfilter 
draagt bij aan een verdere verlaging van het 
fosforgehalte. Het moeras langs de Eeuwsel-
seloop was vele malen langer dan de andere 
systemen om een voldoende verblijftijd voor 
bezinking en binding van fosfor te krijgen. 
Uit metingen in de bodem blijkt echter dat 
de meest sedimentatie in de eerste 40 van 
de totaal 300 meter plaatsvindt. Het lijkt dus 
mogelijk de verblijftijd en/of de lengte van 
het filter te verkorten zonder op het zuive-
ringsrendement voor fosfaat in te boeten.
Het fosforgehalte in het drainwater van 
Vredepeel was meestal zeer laag: lager dan 
de MTR-waarde van 0,3 mg/l fosfor. De zuive-
ringscapaciteit voor fosfor van de moerassen 
op Vredepeel is daarom niet vast te stellen.
Kosteneffectiviteit
De geteste systemen zijn zeer klein van 
omvang en daarom niet bruikbaar om te 
gebruiken in een berekening voor kosten-
effectiviteit. Daarom is ervoor gekozen  
zeven varianten door te rekenen die meer 
realistisch zijn voor een praktijktoepassing, 
variërend van perceels- tot gebiedsniveau 
met en zonder wateropslag in de vorm van 
een vijver. Er is ook een variant meegenomen 
met zuivering in het bestaande sloot-
systeem. De kosteneffectiviteit, uitgedrukt in 
euro’s per verwijderde hoeveelheid stikstof, 
daalt van 40 euro per kilo stikstof op kleine 
schaalniveaus naar vijf euro op grotere 
schaalniveaus (zie afbeelding 2). De zuivering 
is dan verder verwijderd van de bron, 
waardoor de effectiviteit daalt. De keuze voor 
een wateropslag heeft weinig invloed op de 
kosteneffectiviteit.
Het afstemmen van rietbeheer op de retentie 
van nutriënten in de sloot is waarschijnlijk al 
bij een laag verwijderingspercentage een zeer 
kosteneffectieve maatregel op gebiedsniveau. 
Deze retentie zal sterk fluctueren wegens 
ongecontroleerde omstandigheden, maar 
wordt wel door het hele gebied gerealiseerd.
Voor fosfaat is de kosteneffectiviteit berekend 
op 115 euro per kilo fosfor. Alle berekeningen 
zijn schattingen. De werkelijke kosten en 
effectiviteit zijn sterk afhankelijk van het 
precieze gebied, de concentraties van stikstof 
en fosfaat in het water, de omvang van het 
zuiveringsmoeras en de mogelijkheden voor 
koppeling aan andere functies.
Inpasbaarheid
Als grootste nadeel van zuiveringsmoerassen 
wordt het ruimtebeslag gezien. Met name 
met wateropslag is het ruimtebeslag met 
ruim vier procent van het te zuiveren areaal 
groot, zonder wateropslag daalt het ruimte-
beslag naar minder dan één procent. Op 
grotere schaal ontstaan meer mogelijkheden 
voor combinatie met overige functies als 
waterberging, natuur, recreatie en biomassa-
productie. Een waterreservoir in de vorm 
van een aangelegde vijver kan deze functies 
verder versterken.
Agrarisch ondernemers zullen, zolang de 
baten lager zijn dan de kosten, niet vrijwillig 
gaan investeren in de aanleg en beheer van 
zuiveringsmoerassen. Gezien het belang voor 
de waterkwaliteit en de gunstige kosten-
effectiviteit van zuiveringsmoerassen op 
gebiedsniveau, lijkt aanleg en beheer onder 
verantwoordelijkheid van waterschappen 
het meest logisch. Wel kunnen agrariërs een 
rol spelen in het beheer van de systemen als 
blauwgroene dienst.
Meetperiode
De meetperiode van de experimenten is 
met 3,5 tot 5 jaar nog relatief kort voor de 
levensduur van de filters (meer dan 20 jaar). 
In enkele zuiveringsmoerassen, met name 
het horizontaal zuiveringsmoeras met riet, 
zagen we nog een duidelijke toename van 
de zuiveringsrendementen. Ook is nog 
onduidelijk welk onderhoud aan de zuive-
ringsmoerassen nodig is om ze goed te laten 
functioneren, zoals de maaifrequentie en 
het wel of niet afvoeren van het gemaaide 
riet. In het zuiveringsmoeras met stro was de 
verwachting dat elke drie tot vijf jaar het stro 
moet worden vervangen. Maar dit blijkt tot 
nu toe niet nodig te zijn. De resultaten van 
het beekbegeleidend vloeiveld in Vredepeel 
waren in de eerste 3,5 jaar zeer wisselend, 
waardoor nog geen harde conclusies 
getrokken kunnen worden zowel wat betreft 
rendement als kosteneffectiviteit.
LITERATUUR
1)  Van der Bolt F., E. van Boekel, O. Clevering, W. van 
Dijk, I. Hoving, R. Kselik, J. de Klein, T. Leenders, 
V. Linderhof, H. Massop, H. Mulder (2008). 
Ex-ante evaluatie landbouw en KRW. Effect 
van voorgenomen en potentieel aanvullende 
maatregelen op de oppervlaktewater-kwaliteit 
voor nutriënten. Alterra. Rapport 1687.
2)  Ligtvoet W., G. Beugelink, C. Brink, R. Franken 
en F. Kragt (2008). Kwaliteit voor later; ex ante 
evaluatie Kaderrichtlijn Water. Planbureau voor 
de leefomgeving. Publicatie 50041001. Milieu- en 
NatuurPlanbureau.
3)  Meerburg B., P. Vereijken, W. de Visser, J. Verhagen, 
H. Korevaar, E. Querner, A. de Blaeij en A. van der 
Werf (2010). Surface water sanitation and biomass 
production in a large constructed wetland. 
Wetlands Ecology and Management 18, pag. 463-
470.
4)  Antheunisse A., M. Hefting en E. Bos (2008). 
Moerasbufferstroken langs watergangen; 
haalbaarheid en functionaliteit in Nederland. 
STOWA. Rapport 2008-07.
5)  Moussinie M., R. van Diggelen en U. Vegter (2009). 
Nutriëntenverwijdering in overstromingsmoerassen. 
H2O nr. 12, pag. 29-32.
6)  De Haan J., F. Sival, J. van der Schoot en A. de 
Buck (2011). Natuurlijke zuiveringssystemen voor 
zuivering van drain- en slootwater uit de landbouw. 
Praktijkonderzoek Plant & Omgeving. Publicatie 
429.
7)  Sival F., H. Stevens, E. Castenmiller en J. Peerboom 
(2011). Zuivering van drainwater in een 
beekbegeleidend rietmoeras. H2O nr. 5, pag. 28-30.
8)  Vyzamal J. (2009). Removal of nutrients in various 
types of constructed wetlands. Sci. Tot. Env. 380, 
pag. 48-65.
Afb. 2: Kosteneffectiviteit in euro per kilo verwijderde stikstof van diverse varianten van zuiveringsmoerassen 
op verschillende schaalniveaus met en zonder wateropslag.


Zuivering van sloot- en drainwater in helofytenfilters is kosteneffectief

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Wageningen Yield

NARCIS

Name not available